【汇编】Loop指令、段前缀

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前言

在计算机编程的世界里，了解底层的硬件操作是提升程序员能力的关键一步。汇编语言作为一种底层语言，直接操作计算机的硬件，其中的 LOOP 指令和段前缀是我们探讨的两个重要概念。LOOP 指令为我们提供了一种简洁的方式来实现循环，而段前缀则是用来指定数据存储位置的关键工具。在这篇文章中，我们将深入探讨这两个概念的作用和用法，以便读者更好地理解汇编语言的底层机制。

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一、Loop指令

1.1 Loop指令是什么？

在汇编语言中，LOOP 指令是一个循环控制指令，用来简化循环结构的编写。这个指令的作用就像你在做同样的事情一遍又一遍，而不必重复写相同的代码。
通俗解释：
假设你在写程序，需要做一件事情多次，比如打印一系列数字。使用 LOOP 就像是告诉计算机：“嘿，这里有一段代码，我要重复执行它多次。” 计算机就会明白，不用你一遍遍写相同的指令。

1.2 他的条件是什么？

在高级语言中，我们知道，一个循环他肯定是需要一个条件的
那么我们的汇编语言也不例外，
他的条件如下：
CPU 执行loop指令时要进行的操作
①(cx)=(cx)-1；
②判断cx中的值
不为零则转至标号处执行程序
如果为零则向下执行。

要求
cx 中要提前存放循环次数，因为(cx)影响着
loop指令的执行结果
要定义一个标号

标号如下：

flag:
	;you want to do

other
1
2
3
4

其中flag就是标号，后面加冒号:

1.3 例子

示例1

想象你要打印数字1到10。使用 LOOP 你可以这样写：
MOV CX, 10 ; 将计数器CX设置为10

MY_LOOP:
    ; 这里放你要重复执行的代码，比如打印数字

    LOOP MY_LOOP ; CX减1，如果不为0，跳回MY_LOOP
1
2
3
4

在这个例子中，LOOP 指令会检查 CX 寄存器的值，如果不为零，就会跳回标记为 MY_LOOP 的地方，重复执行那段代码。这样你就不需要写十次相同的代码，只需要告诉计算机循环的次数，它会帮你搞定。

示例2

本示例为把2加11次，即2^11

assume cs:codesg
codesg segment

  mov cx,11
  mov ax,2
s: add ax,ax
   loop s

  mov ax,4c00h
  int 21h

codesg ends
end
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13

我们通过在DOSBox中编译

然后使用debug进行追踪

使用r命令查看寄存器

使用t命令单步走

可以观察寄存器的值和后面要执行的命令可以发现，loop指令已经成功执行了。

1.4 要点总结

用cx和loop 指令相配合实现循环功能的三个要点：
（1）在cx中存放循环次数；
（2）用标号指定循环开始的位置；
（3）在标号和loop 指令的中间，写上要循环执行的程序段（循环体）。

二、段前缀

在汇编语言中，段前缀是一种用来指定数据存储位置的方式。在实模式下，x86 架构的计算机使用段寄存器来确定程序的数据在内存中的位置。通俗地说，段前缀就像是你告诉计算机：“我的数据在哪一块内存中”。
举例说明：
假设你有一块内存，存储了一串字符串。如果你想告诉计算机去读取这个字符串，你需要使用段前缀来指定这块内存的位置。
比如，DS（数据段寄存器）是一个常用的段寄存器。使用 DS 作为段前缀，你可以告诉计算机：“嘿，我的数据在 DS 寄存器指示的那一块内存里。”
MOV AX, DS ; 把数据段寄存器的值加载到通用寄存器AX中
MOV DS, AX ; 设置数据段寄存器为AX中的值，即指向你想访问的内存块

; 然后你可以使用寄存器BX来指定内存中的偏移量，访问具体的数据
MOV BX, 0 ; 从内存块的开始位置开始
MOV AL, [BX] ; 读取内存中BX指定位置的数据

这样，通过合理设置段前缀，你可以方便地在汇编语言中定位和访问存储在内存中的数据。

2.1 为什么要引入他

Debug中，mov al, [0]的功能是
——将DS:0存储单元的值传给AL

将下面这个代码编译，链接使用debug打开

assume cs:codesg
codesg segment

  mov ax,2000h
  mov ds,ax
  mov al,[0]
  mov bl,[1]
  mov cl,[2]

  mov ax,4c00h
  int 21h

codesg ends
end
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14

使用u命令查看

他就变成

mov al,00
mov bl,01
mov cl,02
1
2
3

这属实让人大跌眼镜

2.2 对策

对策：在[idata]前显式地写上段寄存器

mov ax,2000h
mov ds,ax
mov bx,0
mov al,ds:[bx]
mov ax,2000h
mov ds,ax
mov al,ds:[0]
1
2
3
4
5
6
7

现在可以看到就是[0001]了

小结（在程序中）：
mov al,[0]：(al)=0，同mov al,0
mov al,ds:[0]：(al)=((ds)*16+0)
mov al,[bx]：(al)=((ds)*16+(bx))
mov al,ds:[bx]：与mov al,[bx]相同

这些出现在访问内存单元的指令中，用于显式地指明内存单元的段地址的“ds:”、“cs:”、“ss:”或“es:”，在汇编语言中称为段前缀。

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总结

汇编语言的学习不仅仅是为了理解代码的执行流程，更是为了掌握计算机底层的工作原理。本文中，我们深入研究了 LOOP 指令和段前缀的概念。LOOP 让我们能够更轻松地实现循环结构，提高代码的复用性和可读性；而段前缀则是在实模式下指定数据存储位置的关键，为程序员提供了对内存的更精准控制。通过理解和熟练运用这两个概念，我们可以更高效地编写汇编代码，更深入地理解计算机底层运作的原理。希望本文对读者在汇编语言的学习和应用中有所帮助。